擴散泵的工作原理是用電爐將特種擴散泵油加熱至蒸汽
狀態，高溫油蒸汽膨漲向上升起，靠油蒸汽吸附電鏡鏡體內的氣體，從噴嘴朝著擴散泵內壁射出，在環繞擴散泵外壁的冷卻水的強制降溫下，油蒸汽冷卻成液體時析出氣體排至泵外，由機械泵抽走氣體，油蒸汽冷卻成液體后靠重力回落到加熱電爐上的油槽里循環使用。擴散泵的抽氣速度很快，約為每秒鐘570L左右，工作能力也較強，可達10～10Pa。但它只能在氣體分子較稀薄時使用，這是由于氧氣成分較多時易 使高溫油蒸氣燃燒，所以擴散泵通常與機械泵串聯使用，在機械泵將鏡筒真空度抽到一定程度時，才啟動擴散泵。
近年電鏡廠商在制作中為實現超高壓、超高分辨率，必須滿足超高真空度的要求，為此在電鏡的真空系統中又推出了離子泵和渦輪分子泵，把它們與前述的機械泵和油擴散泵聯用可以達到10Pa的超高真空度水平。